JPH0873599A - ポリカーボネート採光材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリカーボネート樹脂を主体とする合成樹脂
層中では、ポリカーボネート樹脂とそれに混合された異
種の合成樹脂との光の屈折率が異なるとその層中で光が
屈折するという現象を利用することによって、ポリカー
ボネート採光材についての光線透過率をその採光材が半
透明を呈する程度に調節する。 【構成】 ポリカーボネート樹脂と１５重量％以下のア
クリル系合成樹脂との混合物を板状に成形する。必要に
応じ、板状成形品（基材５）の片面または両面に有彩色
または無彩色に着色された合成樹脂フィルム（表皮層
８）をラミネートする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、採光材、特にポリカー
ボネート樹脂を主体とする採光材に関する。

【０００２】

【従来の技術】実開平２−１４４４２５号公報にポリカ
ーボネート樹脂を用いた遮光性合成樹脂板についての記
載がある。この公報に記載されている遮光性合成樹脂板
は、ポリカーボネート樹脂の耐衝撃強さなどの機械的強
度をできるだけ低下させずに、高い遮光性を発揮させる
ような工夫を講じたものであって、その手段として、添
加物を含まないかあるいは染料などの着色剤を微小量含
んだポリカーボネート樹脂基材に、無機顔料などの光隠
蔽性に優れる着色剤を含んだアクリル系フィルムでなる
表皮層をラミネート（積層一体化）するという方法が選
択されている。すなわち、この公報に記載された技術
は、酸化チタンなどの無機顔料が混合されると機械的強
度が極端に低下するという性質を備えているポリカーボ
ネート樹脂の優れた機械的強度を製品としての合成樹脂
板に生かし、しかもそのポリカーボネート樹脂基材にラ
ミネートした合成樹脂製の表皮層の高い光隠蔽性を製品
としての合成樹脂板に生かすという考え方に基づいてい
ると言える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載されて
いる技術についての考え方を応用して、ラミネートされ
ている表皮層の無機顔料含有量などを減らしてその表皮
層の光隠蔽性を調節すれば、半透明の製品であるポリカ
ーボネート採光材を得ることはそれほどの困難なく想像
することが可能である。

【０００４】しかしながら、上記公報に記載されている
ような合成樹脂板を製造するためには、押出機から別々
に押し出したポリカーボネート樹脂基材と表皮層とを、
押し出し後に積層一体化することを要するので、それだ
け製作工程が複雑になり、設備費や製作コストが高くつ
くことを避けられない。

【０００５】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
であり、ポリカーボネート樹脂を主体とする合成樹脂層
中ではポリカーボネート樹脂とそれに混合された異種の
合成樹脂との光の屈折率が異なるとその層中で光が屈折
するという現象を利用することによって、当該ポリカー
ボネート採光材についての光線透過率をその採光材が半
透明を呈する程度に調節したポリカーボネート採光材を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した構成
のポリカーボネート採光材は、ポリカーボネート樹脂と
１５重量％以下のアクリル系合成樹脂との混合物を成形
してなるというものである。

【０００７】このようなポリカーボネート採光材におい
ては、請求項２に記載したようにアクリル系合成樹脂が
１０重量％以下であることが望ましく、また、場合によ
っては、請求項３に記載したように有彩色または無彩色
に着色された合成樹脂フィルムをラミネートしてなるこ
とが望ましく、さらに、請求項４に記載したように合成
樹脂フィルムの全光線透過率が５〜２０％であるという
構成や、請求項５に記載したように波板形状に成形され
ているという構成を採用することが望ましい。

【０００８】

【作用】ポリカーボネート樹脂は耐衝撃性などの機械的
強度に優れるのみならず、高い透光性を発揮するため、
その板材は採光用の透明板として広く知られている。し
かしながら、このポリカーボネート樹脂に光隠蔽性に優
れた酸化チタンなどの無機顔料を混ぜてその透光性を低
下させることにより半透明性を付与すると、材質劣化を
引き起こし、経時的には初期の機械的強度を維持し得な
いものになってしまう。

【０００９】これに対し、本発明では、ポリカーボネー
ト樹脂にアクリル系合成樹脂を混合してポリカーボネー
ト採光板としてある。アクリル系合成樹脂の代表例であ
るメチルメタクリレート樹脂自体はポリカーボネート樹
脂を越える透明性を発揮するものではあるが、そのメチ
ルメタクリレート樹脂がポリカーボネート樹脂層中に混
ざっていると、当該採光板を形成しているポリカーボネ
ート樹脂とアクリル系合成樹脂とでなる合成樹脂層中で
光が屈折し、その現象によって当該ポリカーボネート採
光材がすりガラス状の半透明を呈する。そして、本発明
では、アクリル系合成樹脂の添加量をポリカーボネート
樹脂１００重量％に対し１５重量％以下、好ましくは１
０重量％以下に抑えたので、アクリル系合成樹脂の添加
に伴うポリカーボネート樹脂の機械的強度がそれほど低
下しない。

【００１０】また、有彩色または無彩色に着色された合
成樹脂フィルムをラミネートしたものでは、ポリカーボ
ネート樹脂とアクリル系合成樹脂とが一様な混合状態に
なっていないことに起因して生じることのある“色む
ら”が、見掛け上は、その合成樹脂フィルムによって無
くなる。特に、全光線透過率が５〜２０％のフィルムを
用いると“色むら”が見掛け上は完全に無くなる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の実施例による波板状のポリカ
ーボネート採光材Ａを示している。この採光材Ａは、滑
らかに湾曲した山形の凸条１…を等ピッチおきに有し、
相隣接する２つの凸条１，１の間に滑らかに湾曲した谷
形の凹条２を有している。図１に拡大して示したよう
に、この採光材Ａは、基材５とその基材５の片面にラミ
ネートされた表皮層８との２層構造になっている。そし
て、基材５にはポリカーボネート樹脂にメチルメタクリ
レート（以下、ＭＭＡという）などのアクリル系合成樹
脂を混合したポリカーボネート樹脂主体の合成樹脂が、
表皮層８には有彩色または無彩色に着色されたアクリル
系合成樹脂たとえばＭＭＡフィルムが、それぞれ用いら
れている。

【００１２】ところで、ポリカーボネート樹脂はそれ自
体が透明性に優れ、しかも耐衝撃性などの機械的強度に
も優れるという固有の性質を有しているため、採光用の
透明材料として広く使用されている。また、ＭＭＡは、
透明性についてはポリカーボネート樹脂に優り、耐候性
も良好であるという固有の性質を有しているため、採光
材などの表皮層（表面保護層）として多用されている。

【００１３】実施例のポリカーボネート採光材Ａにおい
ては、基材５が、ＭＭＡを混合したポリカーボネート樹
脂主体の合成樹脂層でなり、このような基材５を構成し
ている２種類の合成樹脂（ポリカーボネート樹脂とＭＭ
Ａ）は、個々については優れた透光性を有している。し
かしながら、ポリカーボネート樹脂中にＭＭＡが混合さ
れていると、それら両者の光屈折率が異なるため、基材
５を形成している合成樹脂層中で光が複雑に屈折し、見
掛け上は、基材５がすりガラス状の半透明を呈する。な
お、この基材５が着色されている必要はないが、染料や
顔料などをポリカーボネート樹脂の機械的強度を低下さ
せない程度に少量添加して着色しておいてもよい。

【００１４】基材５は表皮層８をラミネートしていない
状態でも半透明材料として使用が可能であるけれども、
有彩色または無彩色に着色された表皮層８を形成してお
くと次のような利点がある。すなわち、基材５はＭＭＡ
を混合したポリカーボネート樹脂主体の合成樹脂層でな
るから、ポリカーボネート樹脂に対するＭＭＡの混合状
態が一様でない場合にはそのことに起因して半透明の程
度が不均一となり、採光材に半透明度の異なる部分、す
なわち“色むら”が現れることがあり、その場合にはそ
の“色むら”が商品価値を低下させることとなる。しか
し、実施例の採光材Ａにおいては、基材５の片面にラミ
ネートされた表皮層８が上記の“色むら”を覆い隠す役
割を果たすので、見掛け上は一枚の採光材Ａにおける
“色むら”や異なる採光材Ａの相互間での“色むら”が
無くなり、“色むら”が商品価値を低下させないという
利点がある。表皮層８の着色は白色であることが望まし
いが、灰色などの他の無彩色や、ブラウンスモークやブ
ルーなどの有彩色に着色されていてもよい。そして、合
成樹脂フィルムの全光線透過率を５〜３０％にしておく
と、その合成樹脂フィルムで“色むら”が完全に覆い隠
されるので好ましく採用される。

【００１５】上述したようにポリカーボネート樹脂は耐
衝撃性などの機械的性質に優れるという固有の性質を有
しているけれども、そのようなポリカーボネート樹脂に
ＭＭＡが混合されていると、ＭＭＡの配合量によっては
ポリカーボネート樹脂の優れた機械的性質の損なわれる
おそれがある。また、採光材としての用途を満足させる
ためにはその全光線透過率が一定値以上であることが要
求される。

【００１６】そこで、本発明者は、上記基材５におい
て、耐衝撃性、曲げ強さ、引張強さなどの機械的性質と
ＭＭＡ添加量との関係、ならびに全光線透過率とＭＭＡ
添加量との関係を調査し、表１に示す結果を得た。ま
た、表１中における全光線透過率とＭＭＡ添加量との関
係を図２に、衝撃強さとＭＭＡ添加量との関係を図３
に、曲げ強さとＭＭＡ添加量との関係を図４に、引張強
さとＭＭＡ添加量との関係を図５に、それぞれグラフで
表した。なお、この調査は、ポリカーボネート樹脂ペレ
ットに異なる量のＭＭＡペレットを添加して平板状に成
形したそれぞれの試料の物性を調べたものである。な
お、光学特性は厚さ１ｍｍの平板についての値である。

【００１７】

【表１】

【００１８】建築物の屋根や目隠し材に使われる半透明
の採光材には一定値以上の全光線透過率やポリカーボネ
ート樹脂としての機械的強度が要求される。そこで、上
記用途に供される半透明の採光材に要求される全光線透
過率と機械的強度とを考慮して、上記試料のポリカーボ
ネート採光材におけるＭＭＡ添加量を判断すると、表１
や図２または図３より、ポリカーボネート樹脂に対しＭ
ＭＡ添加量が１５重量％以下であると、衝撃強さにおい
て９０ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ² 以上を付与することができ、
ポリカーボネート樹脂の特徴である衝撃強さを保持して
いる。全光線透過率についても１５％以上を付与するこ
とができることが判る。曲げ強さや引張強さにおいても
ＭＭＡ添加量が１５重量％以下であるとポリカーボネー
ト樹脂としての要求品質を満足できることが判ってい
る。そして、ＭＭＡ添加量が１５重量％よりも多くなる
と、衝撃強さにおいて９０ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ² 以上を確
保できなくなってポリカーボネート樹脂製の採光材とし
ての品質を保持できなくなり、また、全光線透過率が低
くなりすぎて採光材としての品質を保持できなくなる。
したがって、ポリカーボネート樹脂１００重量％に対す
るＭＭＡ添加量は１５重量％以下であることが必要であ
る。また、図３から判るように、ＭＭＡ添加量が１０重
量％より多くなると急激に衝撃強さが低下することか
ら、ＭＭＡ添加量は好ましくは１０重量％以下に抑える
べきである。なお、ＭＭＡ添加量は１５重量％より多く
て全光線透過率の悪いものは、そのような光学特性の要
求される用途、たとえば遮光板などに使用可能である。

【００１９】次に、ポリカーボネート樹脂に対しＭＭＡ
を７重量％を混合して厚さ０．７ｍｍの平板状の基材を
押出した後、波板形状に成形して得られた波板の物性を
測定したところ表２に示した測定値が得られた。また、
図１で説明したようなポリカーボネート採光材すなわち
基材波板の片面に厚さ５０μｍの白色のＭＭＡフィルム
でなる表皮層をラミネートしたポリカーボネート波板採
光材について同様の測定を行ってその測定値を同表に併
記した。なお、ラミネートを行ったポリカーボネート波
板採光材は、平板状の基材とＭＭＡフィルムとを積層し
たものを波板状に成形したものである。さらに、比較例
としてポリカーボネート樹脂だけで波板形状に成形した
採光材についてもその測定値を同表に併記した。

【００２０】

【表２】

【００２１】表２において、光学特性はヘーズメータ
で、衝撃強さＪＩＳ Ｋ６７３５に基づき１ｋｇの重錘
（球２形）を落としたときの裏面に達する割れの有無
を、曲げ強さはＪＩＳ Ｋ６７３５に基づきスパンを５
００ｍｍとなし２９４Ｎの荷重を掛けたときの撓み量を
測定し、また、耐荷重はスパン５００ｍｍで４点に設け
たボルト孔にフックボルトを通して支持し中央に加える
集中荷重を徐々に増大させていき、フックボルトのとこ
ろでボルト孔が破れ始めるときの荷重の値を測定した。

【００２２】基材のみでなる上記波板（表皮層を有しな
いポリカーボネート波板採光材）においては、曇り度が
９１．２％と高く、白く濁ったような半透明性を呈して
いた。しかし、基材に表皮層をラミネートした波板にお
いては、曇り度は略同じであったが、表皮層の白色だけ
が観察され、基材の白い濁りは視認されなかった。ま
た、基材のみの波板の全光線透過率は５５．７％と略半
分の光線を通過させ、採光材として十分使用可能であっ
た。そして、ＭＭＡフィルムの全光線透過率が影響して
ラミネートした波板の全光線透過率は１４．２％と大分
低下しているが、実使用に耐え得る採光性を有してい
た。ＭＭＡフィルムの全光線透過率によりラミネートし
た波板の光線透過率が変わるので、種々の光線透過率の
ものを用いてテストした結果、白色のＭＭＡフィルムの
全光線透過率を１０〜３０％にした厚さ５０〜１００μ
ｍのものであれば波板としての機械的強度が損なわれず
に、採光材として使用可能な半透明性の得られることが
判った。なお、白色のＭＭＡフィルムは酸化チタンなど
の白色顔料を添加することで得られる。そして、基材の
みの波板もラミネートした波板も、波板としての衝撃強
さ、曲げ性、耐荷重性が一般のポリカーボネート波板
（比較例）と何ら変わらない値を示しており、実使用に
十分耐え得ることが判る。

【００２３】なお、図１に示したものは基材５の片面の
みがＭＭＡフィルムでラミネートされているけれども、
基材５の両面をＭＭＡフィルムでラミネートしてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係るポリカーボネート採光材
は、無機顔料などの光隠蔽性を利用してポリカーボネー
ト樹脂の透光性を調節するものではなく、ポリカーボネ
ート樹脂に対して相溶性を持つアクリル系合成樹脂をポ
リカーボネート樹脂に混ぜて当該採光材となる合成樹脂
層を形成し、その合成樹脂層中での光の乱反射現象を利
用して半透明性を得たものであり、しかもアクリル系合
成樹脂の混合量をポリカーボネート樹脂に対し１５重量
％以下としたものであるから、ポリカーボネート樹脂が
本来的に具有している耐衝撃性などの機械的強度がほと
んど減殺されることなく製品としてのポリカーボネート
採光材にそのまま生かされる利点がある。特に、１０重
量％以下としたものはポリカーボネート樹脂と同じ耐衝
撃性を有しており、高強度の採光材としての利点を有す
る。その上、本発明に係るポリカーボネート採光材は、
その形状を波板にしてもポリカーボネート樹脂のみから
なる波板と同じ機械的性能を有しており、波板形状によ
って発揮されるある程度の遮蔽性能を有する波板採光材
としての実用上の利点がある。

【００２５】また、有彩色または無彩色に着色された合
成樹脂フィルムをラミネートしたポリカーボネート採光
材においては、製品として供給される一枚の当該採光材
単独でのポリカーボネート樹脂とアクリル系合成樹脂と
でなる合成樹脂層の“色むら”や、異なる当該採光材の
相互間でのそのような“色むら”が見掛け上は無くなっ
て商品品質を向上させることができるようになる。そし
て、合成樹脂フィルムの全光線透過率を１０〜３０％に
しておけば上記“色むら”が完全に無くなる上、採光材
としても使用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による波板状のポリカーボネー
ト採光材の説明図である。

【図２】本発明の実施例による波板状のポリカーボネー
ト採光材についての全光線透過率とＭＭＡ添加量との関
係を示す図表である。

【図３】本発明の実施例による波板状のポリカーボネー
ト採光材についての衝撃強さとＭＭＡ添加量との関係を
示す図表である。

【図４】本発明の実施例による波板状のポリカーボネー
ト採光材についての曲げ強さとＭＭＡ添加量との関係を
示す図表である。

【図５】本発明の実施例による波板状のポリカーボネー
ト採光材についての引張強さとＭＭＡ添加量との関係を
示す図表である。

【符号の説明】

Ａ ポリカーボネート採光材 ５ 基材 ８ 表皮材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 勧 大阪市中央区安土町２丁目３番13号 タキ ロン株式会社内 (72)発明者 薮田 直己 大阪市中央区安土町２丁目３番13号 タキ ロン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリカーボネート樹脂と１５重量％以下
   のアクリル系合成樹脂との混合物を成形してなるポリカ
   ーボネート採光材。
2. 【請求項２】 アクリル系合成樹脂が１０重量％以下で
   ある請求項１記載のポリカーボネート採光材。
3. 【請求項３】 有彩色または無彩色に着色された合成樹
   脂フィルムをラミネートしてなる請求項１または請求項
   ２記載のポリカーボネート採光材。
4. 【請求項４】 合成樹脂フィルムの全光線透過率が５〜
   ２０％である請求項３記載のポリカーボネート採光材。
5. 【請求項５】 波板形状に成形されている請求項１、請
   求項２、請求項３、請求項４のいずれかに記載のポリカ
   ーボネート採光材。